Naukowcy odkryli pozostałe komórki nowotworowe odpowiedzialne za nawrót raka okrężnicy

Naukowcy odkryli pozostałe komórki nowotworowe odpowiedzialne za nawrót raka okrężnicy

Rak jelita grubego jest trzecim najczęstszym typem nowotworu na świecie, z około 2 milionami nowych przypadków rocznie. Większość pacjentów diagnozuje się, gdy guz znajduje się jeszcze w okrężnicy lub odbytnicy. Guzy te są usuwane chirurgicznie i w wielu przypadkach leczone chemioterapią, aby zapobiec nawrotom. Jednakże u 20–35% pacjentów nowotwór nawraca w postaci przerzutów do innych ważnych narządów. Są one spowodowane resztkowymi komórkami nowotworowymi, które pozostają ukryte w czasie operacji. Przerzuty są główną przyczyną zgonów w przypadku prawie wszystkich nowotworów, w tym raka okrężnicy.

Większość badań nad rakiem jelita grubego skupiała się na chorobie pierwotnej. W ostatnich latach nastąpił także istotny postęp w charakteryzowaniu przerzutów w ich postaci. Jednak do chwili obecnej nie było możliwości zbadania tej małej populacji rozsianych komórek nowotworowych, która jest niewidoczna dla stosowanych w klinice technik diagnostycznych. Ten brak wiedzy spowodował brak skutecznych terapii eliminujących chorobę resztkową i zapobiegających nawrotom przerzutów, które niosą ze sobą złe rokowanie. Naukowcy z IRB Barcelona pod kierownictwem dr Eduarda Batlle, badacza ICREA i lidera grupy w ramach Cancer CIBER Network (CIBERONC) po raz pierwszy zidentyfikowali resztkowe komórki nowotworowe ukryte w wątrobie i płucach oraz opisali, w jaki sposób się rozwijają, prowadząc do pojawienia się przerzutów w tych narządach.

Zrozumienie i zapobieganie zjawisku nawrotów pooperacyjnych jest niezaspokojoną potrzebą medyczną. Po wielu latach badań nad rakiem jelita grubego zrobiliśmy pierwszy krok w kierunku zapobiegania przerzutom u pacjentów z chorobą zlokalizowaną”.

Dr Eduard Batlle, kierownik laboratorium raka jelita grubego, IRB Barcelona

W jaki sposób rak jelita grubego powraca?

Naukowcy opracowali nowy eksperymentalny model mysi, który odtwarza proces, przez który przechodzą pacjenci z nawrotem choroby. Zwykle postępuje to przez etapy diagnozy, operacji leczniczej i późniejszego nawrotu. Równolegle opracowali technikę umożliwiającą wyizolowanie niewielkiej frakcji rozsianych komórek nowotworowych ukrytych w wątrobie.

„Model, który jest bardzo podobny do progresji raka okrężnicy z przerzutami u pacjentów, pozwolił nam szczegółowo opisać dynamikę choroby resztkowej. Badaliśmy przerzuty w zakresie mikro, od 3 lub 4 komórek do średnich lub nawet większych, i szczegółowo opisaliśmy, jak każdy z nich ewoluuje podczas progresji choroby” – komentuje dr Adrià Cañellas-Socias, badacz z dr Batlle, który kierował laboratoriami i był pierwszym autorem badania.

Definicja komórek wysoce powtarzalnych

Naukowcy od lat wiedzą, że rak jelita grubego składa się z różnych typów komórek nowotworowych, które w miarę postępu choroby pełnią różne funkcje. W ramach mieszanki typów komórek wywołujących raka okrężnicy badacze pod kierownictwem dr Batlle zidentyfikowali populację, którą nazwali HRC (komórki o wysokim nawrocie). Komórki te mają niską aktywność proliferacyjną i nie przyczyniają się do wzrostu guza pierwotnego. Jednakże skupiska HRC są w stanie odłączyć się od guza głównego, migrować do krwioobiegu, dotrzeć do wątroby i pozostać ukryte przez pewien czas po operacji. W próbkach pobranych od pacjentów chorych na raka okrężnicy badaczom udało się zweryfikować obecność tych samych komórek u osób z największym ryzykiem nawrotu choroby po leczeniu.

eBook poświęcony diagnostyce laboratoryjnej i automatyzacji

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

Naukowcy potwierdzili również, że wyeliminowanie tych komórek za pomocą technik genetycznych wystarczy, aby zapobiec tworzeniu się przerzutów; to znaczy, myszy chore na raka okrężnicy pozostają wolne od choroby po usunięciu guza pierwotnego i nie doświadczają późniejszych nawrotów. Zespół dr Batlle opracował także strategię terapeutyczną mającą na celu specyficzną eliminację choroby resztkowej i zapobieganie nawrotom. Wykazali, że początkowe przerzuty, które nie są jeszcze widoczne, można wyeliminować poprzez leczenie immunoterapią przed operacją.

„Nasze odkrycie ujawnia, jak zachowuje się grupa komórek nowotworowych odpowiedzialnych za nawroty, a także geny je definiujące. Ponadto stanowi dowód słuszności koncepcji, która toruje drogę do opracowania nowych terapii ukierunkowanych szczególnie na eliminację choroby resztkowej”. a także nowe narzędzia diagnostyczne umożliwiające identyfikację pacjentów o największym ryzyku nawrotu. „I wreszcie nasze badanie wskazuje na potrzebę rewizji wytycznych klinicznych dotyczących leczenia tego typu nowotworu, ponieważ w wielu przypadkach wskazane byłoby przepisanie immunoterapii przed operacją” – podsumowuje dr Batlle.

Odkrycia te otwierają możliwość opracowania nowych kierunków badań. Laboratorium dr Batlle koncentruje się obecnie na badaniu, kiedy HRC, które dotarły do ​​wątroby, zostają „aktywowane” w celu regeneracji guza, mając na celu zakłócenie tego procesu i zapobieganie tworzeniu się przerzutów. Próbują także zidentyfikować czynniki wpływające na wygląd tych komórek i wyjaśnić, dlaczego liczba tych komórek różni się w zależności od pacjenta.

W prace te zaangażowani byli naukowcy z Wydziału Biostatystyki i Bioinformatyki IRB w Barcelonie, kierowany przez dr Camile Stephan-Otto oraz z Advanced Digital Microscopy Core Facility kierowany przez Juliena Colombelliego. Nad badaniem pracowali także naukowcy z laboratoriów kierowanych przez następujących PI: dr Simon Leedham z Uniwersytetu Oksfordzkiego (Wielka Brytania), dr Sabine Tejpar z Katholieke Universiteit de Leuven (Belgia), dr Holger Heyn z Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG) i dr Xavier Trepat z Instytutu Bioinżynierii Katalonii.

Projekt był finansowany przez Fundację La Caixa, Marató de TV3, Asociación Española Contra el Cáncer, Cancer Research UK, hiszpańskie Ministerio de Ciencia e Innovación i Europejską Radę ds. Badań Naukowych.

Źródło:

Instytut Badań Biomedycznych (IRB Barcelona)

Odniesienie:

Cañellas-Socias, A. i in. (2022) Nawrót przerzutowy w raku jelita grubego wynika z pozostałości komórek EMP1+. Natura. doi.org/10.1038/s41586-022-05402-9.

.